خزان زيت المحول: أنواع الهيكل والوظائف شرح

مقدمة عن خزان زيت المحول

خزان الزيت هو جهاز تخزين زيت حيوي للمحولات. عندما يزيد الحمل على المحول ويرتفع درجة حرارة الزيت، فإن الزيت العازل داخل الخزان يتسع بسبب الحرارة مما يؤدي إلى تدفق الزيت الزائد إلى الخزان. والعكس صحيح، عندما تنخفض درجة الحرارة، يتدفق الزيت من الخزان مرة أخرى إلى الخزان. هذا العملية تسمح بتنظيم مستوى الزيت بشكل آلي، مما يجعل الخزان يقوم بوظيفتي تخزين وتعويض الزيت، مما يضمن أن يكون الخزان ممتلئًا بالزيت دائمًا.

في الوقت نفسه، يقلل الخزان من مساحة التلامس بين زيت المحول والهواء. الرطوبة والغبار والأوساخ الناتجة عن تأثير الهواء تستقر في فخ الرواسب في قاع الخزان، مما يبطئ بشكل كبير من تدهور زيت المحول.

بنية خزان الزيت

جسم الخزان هو حاوية أسطوانية مصنوعة من صفائح فولاذية ملحومة، بحجم يبلغ حوالي 10٪ من سعة الخزان الكلي. يتم تركيبه أفقيًا فوق الخزان ويرتبط بالخزان الرئيسي عبر خط أنابيب من خلال جهاز تبادل الغاز، مما يسمح لمستوى الزيت بالارتفاع والانخفاض بحرية مع تغير درجات الحرارة. تحت ظروف التشغيل الطبيعية، يجب أن يكون الحد الأدنى لمستوى الزيت في الخزان أعلى من الصعود للبوشينج عالي الجهد؛ بالنسبة للبوشينج ذات التركيب المتصل، يجب أن يكون الحد الأدنى لمستوى الزيت أعلى من القمة للبوشينج. يتم تركيب مؤشر مستوى الزيت الزجاجي (أو مؤشر مستوى الزيت) على جانب الخزان لمراقبة مستويات الزيت في الوقت الحقيقي.

أنواع خزانات الزيت

حالياً، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من خزانات زيت المحولات:

• خزان نوع الكبسولة: يتميز بكبسولة مطاطية داخلية تفصل زيت المحول عن الجو الخارجي بينما توفر مساحة للتوسع والانكماش الحراري.

• خزان نوع الحاجز: يستخدم حاجزًا مطاطيًا لفصل الزيت عن الهواء ويوفر الحجم اللازم للتوسع والانكماش الحراري.

• خزان نوع الموجة: يستخدم جهاز تمدد معدني على شكل موجة لعزل الزيت عن الجو الخارجي وتوفير المساحة اللازمة للتغيير في حجم الزيت. يتم تقسيم خزانات الموجة إلى نوع داخلي للزيت والنوع الخارجي للزيت، حيث يقدم النوع الداخلي للأداء الأفضل ولكن بحجم أكبر.

طرق الختم لخزانات الزيت

• الخزان المفتوح (غير محكم): يتم تعريض زيت المحول مباشرة للهواء الخارجي. تصميم هذا النوع ضعيف في الختم مما يجعل الزيت عرضة للرطوبة والتآكل، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الرطوبة والغاز، مما يؤثر على التشغيل الآمن للمحول. هذا النوع تم إلغاؤه بشكل كبير ويوجد فقط في بعض المحولات ذات الجهد المنخفض والسعة الصغيرة.

• خزان نوع الكبسولة: مجهز بكبسولة مطاطية مقاومة للزيت داخل الخزان لتفرقة الزيت عن الهواء. تتواصل الكبسولة مع الجو الخارجي عبر أنبوب التنفس والمادة المجففة، وتتوسع وتتقلص مع تغيير مستوى الزيت. ومع ذلك، تكون الكبسولة عرضة للشيخوخة والتصدع، مما يسمح برطوبة وهواء الدخول إلى الزيت، مما يؤدي إلى تدهور الزيت وتقليل الأداء العازل وزيادة فقدان الدييكتريك. يتطلب استبدال السيليكا الجيل بشكل منتظم، وفي الحالات الشديدة قد يكون من الضروري تنقية الزيت أو صيانة الانقطاع الكهربائي. استخدامه يتناقص تدريجياً.

• خزان نوع الحاجز: يستخدم بنية حاجز مصنوعة من طبقتين من القماش النيلوني محاطة بالمطاط الكلوروبرين ومغطاة بمطاط النايلون من الخارج. ومع ذلك، فإنه يحتوي على متطلبات عالية لعمليات التركيب والصيانة، مع مشاكل مثل تسرب الزيت وتلف مكونات المطاط التي تؤثر على سلامة وأمان وكفاءة التشغيل. استخدامه أيضاً يتناقص تدريجياً.

• خزان معدني موجي (داخلي للزيت) محكم: يستخدم عنصر مرن معدني كمعوض، وهو تقنية ناضجة مستخدمة على نطاق واسع في أنظمة الطاقة لأكثر من 20 عامًا، وهي تمتد لتقنية الموسّعات المعدنية ذات الألواح المستخدمة في المحولات الفرعية.

• خزان داخلي للزيت عمودي: يستخدم الموجات كحاويات للزيت، مع ربط عدة موجات بالتوازي وتركيبها عموديًا على قاعدة، وإضافة غطاء غبار خارجي، ويتم تحقيق تعويض حجم الزيت بواسطة الحركة العمودية للموجات، مع مظهر مربع بشكل أساسي.

• خزان خارجي للزيت أفقي: يستخدم الموجات كبالون هواء، موضوع أفقيًا داخل أسطوانة الخزان، مع ملء زيت عازل بين الجانب الخارجي للموجات والأسطوانة، والداخل للموجات متصل بالهواء الخارجي. يتم تحقيق تعويض حجم الزيت بواسطة التمدد والانكماش للموجات، مما يتسبب في تغيير حجم الخزان الداخلي، مع مظهر أسطواني موضع أفقي.

خصائص خزان زيت معدني موجي

• يحتوي التجويف الأساسي على مثبط كجهاز حماية ضغط يمكنه تخفيف تأثير الزيادة المفاجئة في ضغط الزيت الداخلي على جسم الخزان. عند الوصول إلى حد الضغط، ينفجر اللب لإطلاق الضغط، مما يحمي جسم المحول ويحسن موثوقية التشغيل - وهو ميزة فريدة لا توجد في الخزانات الأخرى.

• يتألف اللب من وحدة واحدة أو أكثر من الوحدات الموجية، مع غطاء حماية خارجي. الجزء الخارجي لللب معرض للجو الخارجي، مما يسهل التبريد والتهوية الجيدة، ويحفز دوران الزيت، ويقلل من درجة حرارة الزيت الداخلية، ويعزز موثوقية التشغيل.

• يتحرك مؤشر مستوى الزيت بشكل متناغم مع التمدد والانكماش لللب، مما يوفر حساسية عالية. يمكن ملاحظة تغييرات مستوى الزيت مباشرة من خلال نافذة المشاهدة على الغطاء الواقي، مما يوفر قراءات واضحة وموثوقة. يتم تركيب مفتاح نهاية للإنذار عن مستوى الزيت على الغطاء الواقي، مما يلبي متطلبات التشغيل بدون مشرف.

• لا يوجد ظاهرة مستوى زيت كاذب: تواجه الخزانات التقليدية صعوبة في طرد الهواء تمامًا، مما قد يؤدي إلى مستويات زيت كاذبة. يتميز هذا التصميم بحركة اللب الحساسة ولوحة توازن معدنية تخلق ضغطًا إيجابيًا طفيفًا، مما يساعد في طرد الهواء الداخلي حتى يصل إلى المستوى المطلوب لمستوى الزيت، مما يقضي على مستويات الزيت الكاذبة.

• لا يناسب الموسعات المعدنية الموجية خزانات زيت المحولات ذات التحويل تحت الحمل: المحول ذو التحويل تحت الحمل هو مكون رئيسي للمحول، ويقوم بضبط الجهد بشكل متكرر وفقًا لظروف الحمل أثناء التشغيل. الأقواس الناتجة عن التحويل تؤدي إلى تحلل الزيت وإنتاج الغاز. الحجم المحدود للموسّعات المعدنية المغلقة تمامًا يعيق إطلاق الغاز، مما يتطلب عملية تهوية متكررة على الموقع. لذلك، لا يوصي المصنعون والمستخدمون باستخدام الموسّعات المعدنية المغلقة تمامًا لخزانات صغيرة للمحولات ذات التحويل تحت الحمل.